DE2418071A1

DE2418071A1 - Sterilisationsvorrichtung fuer eine verpackungsmaterialbahn

Info

Publication number: DE2418071A1
Application number: DE2418071A
Authority: DE
Inventors: Hermann Egger
Original assignee: Quepor SA
Current assignee: Quepor SA
Priority date: 1973-04-20
Filing date: 1974-04-13
Publication date: 1974-11-07
Also published as: ATA326074A; BE813987A; ES425511A1; NL7405208A; JPS5013195A; CH570168A5; SE414905B; AT336804B; DE2418071B2; FR2226321B1; IT986073B; GB1463838A; US3947249A; FR2226321A1

Description

Q 10 P 118

Anmelder: Quepor S.A. 2A18071

15 Rue de l'Hopital
CH-1701 Fribourg
Schweiz

Sterilisationsvorrichtung für eine Verpackungsmaterialbahn

Ein Hauptproblem in der lebensmittelverpackenden Industrie ist die wirksame Sterilisation der Lebensmittelverpackungen, welche stattfinden muß», bevor die Lebensmittelware in die Verpackungsbehälter eingefüllt wird.

Bei Verpackungsmaschinen, in denen die Behälter aus einer Verpackungsmaterialbahn gebildet werden, wird letztere im allgemeinen dadurch sterilisiert, daß man sie in eine Sterilisationsvorrichtung einführt, die vor der Verpackungsma- · schine angeordnet ist, wobei letztere so konstruiert sein muß, daß die Verpackungsmaterialbahn während der verschiedenen Stufen ihrer Verarbeitung nicht in Kontakt mit der unsterilen Umgebungsluft kommen kann, bis sie zu einer gefüllten und vollständig verschlossenen Verpackung verarbeitet worden ist.

Eines der Erfordernisse für eine wirksame Sterilisation der Verpackungsmaterialbahn ist eine hinreichend lang andauernde Darbietung ihrer Oberflächen gegenüber dem Steri-

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lisationsmittel, während die Verpackungsmaterialbahn durch die Sterilisationsvorrichtung läuft, da kein geeignetes Sterilisationsmittel in der Lage ist, Mikroorganismen augenblicklich zu zerstören. Dieses Erfordernis steht in direktem Gegensatz zu den notwenigerweise hohen Geschwindigkeiten> mit denen die Verpackungsmaterialbahnen durch die Sterilisationsvorrichtung geschickt werden müssen, und zwar mit Rücksicht auf die großen Arbeitsgeschwindigkeiten moderner Verpackungsmaschinen.

Um die Darbietungszeit abzukürzen ist es bereits vorgeschlagen worden, das Sterilisationsmittel in dem dieses aufnehmenden Tank zu erwärmen, da dessen Aktivität mit der Temperatur ansteigt. Jedoch kann diese Temperatur nicht über bestimmte Grenzen erhöht werden, die einmal durch die Wärmefestigkeit des den Überzug für die Bahn oder die gesamte Bahn bildenden Kunststoffmaterials und zum anderen dadurch gegeben ist, daß Wärme die Zersetzung des verwendeten Sterilisationsmittels, im allgemeinen Wasserstoffsuperoxid, beschleunigt.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Sterilisationsvorrichtung anzugeben, mit deren Hilfe auch mit großer Geschwindigkeit durch die Vorrichtung hindurchtretende Verpackungsmaterialbahnen sehr wirksam sterilisiert werden können, ohne daß dabei die Zersetzung des Sterilisationsmittels beschleunigt wird.

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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Sterilisationsvorrichtung mit einer Anordnung zum Aufbringen des Sterilisationsmittels und mit einer Trocknungskammer dadurch gelöst, daß zwischen der Anordnung zum Aufbringen des Sterilisationsmittels und der Trocknungskammer eine die Wegstrecke der Verpackungsmaterialbahn verlängernde Anordnung und eine Heizanordnung vorgesehen sind, wobei letztere den Sterilisationsfilm erwärmt und über einen Teil der erwähnten Wegstrecke warm hält.

Bei dieser Vorrichtung ist ein langer andauernder Kontakt zwischen der Verpackungsmaterialbahnoberfläche und einem heißen Sterilisationsmittelfilm auch bei hohen Bahngeschwindigkeiten sichergestellt und außerdem wird die zur Erhöhung der Wirksamkeit des Sterilisationsmittels dienende Wärme nicht dem Tank zugeführt, wo die Wärme zu einer beschleunigten Zersetzung des gesamten in dem Tank befindlichen Sterilisationsmittels führen würde, sondern die Wärme wird nur dem an der Verpackungsmaterialbahnoberfläche nach seiner Aufbringung anhängenden Sterilisationsmittelfilm zugeführt; mit anderen Worten: die Wärme wird dem Sterilisationsmittel zugeführt, das in jedem Fall von der Verpackungsmaterxalbahn abgedampft werden muß, bevor diese in die Verpackungsmaschine eintritt, um zu verhindern, daß das Sterilisationsmittel die Lebensmittelware beeinträchtigt, welche in den fertigen Verpackungsbehälter eingefüllt werden wird.

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Drei Ausfuhrungsformen der Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei diejenigen Bauteile, welche in allen drei Ausführungsformen gleiche oder ähnliche Funktionen haben, jeweils ■gleiche Bezugszeichen aufweisen; in den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der ersten Ausführungsform;

Fig. 2 eine ähnliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform; und

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht einer dritten Ausführungsform.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 verläuft die Verpackungsmaterialbahn 1 von einer Rolle 2 über eine erste Führungswalze 3 und von dort unter einer Umlenkwalze 4 durch, die in ein in einem Tank 6 befindliches kaltes Sterilisationsmittel 7 eintaucht. Als Sterilisationsmittel wird vorzugsweise eine Wasserstoffsuperoxidlösung benutzt.

Die Verpackungsmaterialbahn tritt aus dem Tank mit einem an ihren Oberflächen anhaftenden Film aus kaltem Sterilisationsmittel aus und wird von einer Walze 5 auf die Oberfläche eines beheizten Metallzylinders 8 gelenkt, der auf seiner Welle 9 frei drehbar angeordnet ist. Die Verpackungs-

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materialbahn 1 umschlingt unter der Wirkung einer zweiten umlenkwalze 10 den größeren Teil des Umfangs der Zylinderoberfläche. Der Bogen, über den die Verpackungsmaterialbahn mit der Zylinderoberfläche in Berührung bleibt, erstreckt sich zwischen der Mantelllnie A, entlang welcher die Verpackungsmaterialbahn die Zylinderoberfläche erreicht, bis zur Mantellinie B, bei der sie diese Oberfläche verläßt, und unter der zweiten Ablenkwalze hindurch und von dort zwischen zwei Quetschwalzen 13 und 13' verläuft, von denen vorzugsweise eine als Treibwalze ausgebildet ist, welche der Verpackungsmaterialbahn 1 ihre Bewegung erteilt. Die Verpackungsmaterialbahn durchläuft schließlich eine Trocknungskammer 14, bevor sie in die Verpackungsmaschine eintritt. Eine Kammer 12, in die auf nicht dargestellte Weise heiße, sterile Luft unter Druck eingeblasen wird, umschließt die Verpackungsmaterialbahn zwischen der Stelle, wo sie den Zylinder 8 verläßt, bis zu der Stelle, wo sie in die Trocknungskammer lH eintritt. Diese Kammer 12 ist begrenzt durch ein Gehäuse 12', welches die Ablenkwalze 10, die beiden Quetschwalzen 13 und 13' und denjenigen Teil der Verpackungsmaterialbahn umgibt, welche jeweils zwischen der Mantellinie B und den Quetschwalzen liegt. Ihr unterer Rand reicht so nahe wie möglich an äie Zylinderoberfläche unterhalb der erwähnten Linie B heran, während sie oberhalb der Quetschwalzen 13 und 13' mit einem schmalen Schlitz versehen ist, der eine Durchtrittsöffnung für den übertritt

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der Verpackungsmaterialbahn 1 in die Trockungskammer bildet. Die in die Kammer 12 eingeblasene heiße, sterile Luft hat eine doppelte Aufgabe. Die erste Aufgabe ist zu verhindern, daß unsterile Außenluft durch den zwischen dem unteren Rand des Gehäuses 12 gebildeten Schlitz und durch den oberen, die Durchtrittsöffnung bildenden- Schlitz in' die Kammer 12 einströmt; die andere Aufgabe ist dafür zu sorgen, daß die erhöhte Temperatur und damit die gesteigerte Aktivität des Sterilisationsmittelfilms beibehalten wird, bis die Verpackungsmaterialbahn in die Trocknungskammer eintritt. In der Trocknungskammer wird der Sterilisationsmittelfilm durch einen Strom trockener, steriler Luft, die durch ein Rohr 15 in die Trocknungskammer eintritt und diese durch-ein Rohr 16 wieder verläßt, vollkommen abgedampft .

Offensichtlich kann die Länge der Wegstrecke, welche die Verpackungsmaterialbahn in Kontakt mit dem auf sie aufgebrachten Sterilisationsmittel durchläuft, dadurch verändert werden, daß man den Durchmesser des Zylinders 8, oder die Länge der Kammer 12, oder die Anzahl und den gegenseitigen Abstand zwischen den einzelnen Führungswalzen ändert, oder indem man alle diese Paktoren gleichzeitig ändert. Es ist ferner offensichtlich, daß höhere Bahngeschwindigkeiten längere Sterilisationswege erfordern.

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Wie erwähnt wird der Verpackungsmaterialbahn 1 ihre Vorschubbewegung durch mindestens eine der Walzen 13, 13' erteilt, und der Zylinder 8, der um seine Welle 9 frei drehbar angeordnet ist, wird von der Verpackungsmaterialbahn selbst in Drehung versetzt, sodaß praktisch keine Relativbewegung zwischen der Zylinderoberfläche und der Verpackungsmaterialbahn auftritt.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der nach Fig. 1 nur dadurch, daß die durch das Gehäuse 12' begrenzte Heißluftkammer 12 wesentlich kürzer ist und dadurch, daß die Umlenkwalze 10·, zusammen mit der Gegenwalze 13, als eine Quetschwalzen-Antriebswalzen-Kombination für die Verpackungsmaterialbahn 1 dient.

Bei der dritten Ausführungsform nach Fig. 3 handelt es sich um eine hochliegend angeordnete Sterilisationsvorrichtung, welche für Verpackungsmaschinen bestimmt ist, bei denen die Verpackungsmaterialbahn nicht kontinuierlich, sondern intermittierend zugeführt wird.

Bei dieser Ausfuhrungsform wird die Verpackungsmaterialbahn von einer ersten Führungswalze 3'> gegen die die Bahn mittels einer Druckwalze 23 angedrückt wird, kontinuierlich angetrieben. Dabei ist die Druckwalze 23 am freien Ende eines Schwinghebels 24 angeordnet, der um einen festen Zapfen schwenkbar ist.

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Nachdem die Verpackungsmaterialbahn aus dem Sterilisationsmitteltank 6 aufgetaucht ist passiert sie einen schmalen Schlitz in der Heißluftkammer IJ, die von einem Gehäuse 18 begrenzt ist. Heiße, sterile Luft wird unter überdruck in diese Kammer eingeblasen, und zwar durch ein Rohr 19, um so zu verhindern, daß unsterile Umgebungsluft durch deren Zwischenräume und den Schlitz eindringt.

In der Kammer IJ befinden sich der Metallzylinder 8 und die beiden Ablenkwalzen 5 und 20, welche dafür sorgen, daß die Verpackungsmaterialbahn den größten Teil der beheizten Umfangsoberflache des Zylinders 8 umschlingt. Auch in dieser Fig. ist dieser Oberflächenteil, durch die Buchstaben A und B angedeutet, wobei der erste die Mantellinie zeigt, entlang welcher die Verpackungsmaterialbahn in Berührung mit der Zylinderoberfläche kommt, während B die Mantellinie anzeigt, entlang welcher die Verpackungsmaterialbahn diese Oberfläche wieder verläßt. Um die Durchhangschlaufen aufzufangen, die sich bei der intermittierenden Zuführung der Verpackungsmaterialbahn in die Verpackungsmaschine bilden, besteht die zweite Ablenkwalze aus einer Tanz- oder Ausgleichswalze 20, deren Welle am einen Ende eines Hebels 22 angeorndet ist, der um die Welle 9 des Zylinders 8 schwenkbar gelagert ist. Um zu verhindern, daß die Verpackungsmaterialbahn sich während der erwähnten intermittierenden Bewegung von der Zylinderoberfläche weg bewegt ist weiterhin eine

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zusätzliche Druckwalze 26 an einem Hebel 27 vorgesehen, der um einen Zapfen 28 schwenkbar ist, sodaß die zusätzliche Druckwalze 26 die Verpackungsmaterialbahn gegen den Zylinder drückt, und zwar ungefähr am Punkt B, also dort wo die Verpackungsmaterialbahn die Zylinderoberfläche wieder verläßt.

Von der Walze 20 verläuft die Verpackungsmaterialbahn 1 über eine dritte Ablenkwalze 21 und von dort aus, durch einen Schlitz im Gehäuse 18, in die Trocknungskammer Ik·, wo das restliche Sterilisationsmittel von der Verpacküngsmaterialbahnoberflache verdampft wird, und zwar durch einen Strom trockener steriler Luft, welche durch das Rohr 15' eintritt und durch das .Rohr 16' wieder austritt.

Zahlreiche Veränderungen und Abänderungen können an den · vorstehend beschriebenen Ausfuhrungsformen vorgenommen werden. So kann beispielsweise die Länge der von der Verpackungsmaterialbahn in Anspruch genommenen Wegstrecke zwischen ihrem Auftauchen aus dem Sterilisationsmitteltank und ihrem Eintritt in die Trocknungskammer, oder ihrem Kontaktpunkt mit der beheizten Metalloberfläche des oder der Zylinder und dem Eintritt in die Trocknungskammer dadurch verändert werden, daß"man den Zylinderdurchmesser verändert, oder die Zahl der Heizzylinder oder die Zahl

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und den gegenseitigen. Abstand der Führungs- und Ablenkwalzen zwischen den erwähnten beiden Punkten. Außerdem muß natürlich dafür Sorge getragen sein, daß die Menge des auf die Verpackungsmaterialbahn aufgebrachten Sterilisationsmittels hinreichend groß ist, sodaß dieses noch nicht vollständig verdampft ist und weiterhin seine Wirkung auf die Bahnoberfläche ausüben kann, bevor die Bahn in die Trocknungskammer eintritt.

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Claims

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Patentansprüche

( 1.J Sterilisationsvorrichtung für eine 'Verpackungsmaterialbahn mit einer Anordnung zum Aufbringen eines Sterilisationsmittelfilms auf die Verpackungsmaterialbahn und mit einer Trocknungskammer zum Abdampfen des Sterilisationsmittels von der Verpackungsmaterialbahn, gekennzeichnet durch eine zwischen der Anordnung zum Aufbringen des Sterilisationsmittelfilms (4,6) und der Trocknungskammer (l4) vorgesehene, die Wegstrecke der Verpackungsmaterialbahn verlängernde Anordnung C5_S 10, 12, 13) und durch eine mit der Wegstreckenverlängerungsanordnung zusammenwirkende Heizanordnung (8, 11) zum Erhitzen des Sterilisationsmittelfilms entlang eines Teils des Verlaufs der Verpackungsmaterialbahn (1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizanordnung aus wenigstens einem mit der. Verpackungsmaterialbahn in Berührung stehenden und in deren Wegstrecke eingeschalteten Metallzylinder (8) besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallzylinder (8) mit einem unter seiner Oberfläche zirkulierenden Fluid (11) beheizt ist.

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4. "Vorrichtung nach Anspruch 2, weiter gekennzeichnet durch die Verpackungsmaterialbahn über einen Teil des Umfangs des Metallzylinders in Anlage mit diesem haltende Umlenkwalzen (5, 10).
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter gekennzeichnet durch eine die Verpackungsmaterialbahn (1) umschließende Kammer (12) mit einem Heißluftgebläse zum Einblasen heißer, steriler Luft in die Kammer.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) zwischen der Heizanordnung (8, 11) und der Trocknungskammer (14) angeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (12) zwischen der Anordnung zum Aufbringen des Sterilisationsmittelfilms (4, 6) und der Trockungskammer (14) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Umlenkwalzen eine Ausgleichswalze ist und Druckmittel vorgesehen sind, welche die Verpackungsmaterialbahn in Anlage an der Zylinderoberfläche halten.

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